JP6024372B2 - 基板処理装置および基板処理チャンバモジュール - Google Patents
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Description
本発明は、基板処理装置および基板処理チャンバモジュールに関し、特に、半導体デバイスや磁性デバイスを製造する基板処理装置および基板処理チャンバモジュールに関する。
半導体デバイスや磁性デバイスを製造するためのプロセス工程数は、デバイスの高性能化や製造歩留まり向上等の要求により、ますます増加している。そのため、例えば、基板を処理するチャンバがより多く用いられるようになってきている。その結果、基板処理装置の占有床面積も増大している。
従って、占有床面積の小さい基板処理装置が望まれている。
本発明の主な目的は、占有床面積の小さい基板処理装置および基板処理チャンバモジュールを提供することにある。
本発明の一態様よれば、
（ａ）上下に積み重ねられて気密封止部材を介して互いに直接取り付けられた第１および第２のチャンバと、
前記第１のチャンバの前記第２のチャンバに対面する第１の壁に設けられ、基板が通過可能な第１の開口と、
前記第１の壁と交差する前記第１のチャンバの第２の壁に設けられ、前記基板が通過可能な第２の開口と、
前記第２のチャンバの前記第１のチャンバに対面する第３の壁に、前記第１の開口と連通して設けられ、前記基板が通過可能な第３の開口と、
前記第１のチャンバ内に上下動可能に設けられ、前記第１の開口を開閉する第１の開閉手段と、
前記第１の開閉手段よりも前記第２のチャンバ側に設けられ、前記基板を搭載し、前記基板を前記第１のチャンバ内と、前記第２のチャンバ内とで移動可能な第１の基板搭載手段と、
前記第２のチャンバに設けられ、前記基板を処理する第１の基板処理手段と、
前記第１のチャンバに対して前記第２のチャンバとは反対側に前記第１のチャンバと上下に積み重ねられて気密封止部材を介して互いに直接取り付けられた第３のチャンバと、
前記第１のチャンバの前記第３のチャンバに対面する第４の壁に設けられ、前記基板が通過可能な第４の開口と、
前記第３のチャンバの前記第１のチャンバに対面する第５の壁に、前記第４の開口と連通して設けられ、前記基板が通過可能な第５の開口と、
前記第１のチャンバ内に上下動可能に設けられ、前記第４の開口を開閉する第２の開閉手段と、
前記第２の開閉手段よりも前記第３のチャンバ側に設けられ、前記基板を搭載し、前記基板を前記第１のチャンバ内と前記第３のチャンバ内とで移動可能な第２の基板搭載手段と、
前記第３のチャンバに設けられ、前記基板を処理する第２の基板処理手段と、
前記第１、第２および第３のチャンバにそれぞれ接続された第１、第２および第３の高真空ポンプと、
前記第２の壁において前記第２の開口と異なる位置に設けられた第６の開口と、
前記第１のチャンバの前記第２の壁に第１のゲートバルブを介して取り付けられ、前記第６の開口と前記第１のゲートバルブを介して連通する第７の開口が設けられた第６の壁を有する搬送チャンバと、
前記第６の壁において前記第７の開口と異なる位置に設けられた第８の開口と、
前記第６の壁に第２のゲートバルブを介して取り付けられ、前記第８の開口と前記第２のゲートバルブを介して連通する第９の開口が設けられた第７の壁を有する第４のチャンバと、
前記第４のチャンバに設けられ、前記基板を処理する第３の基板処理手段と、
前記搬送チャンバ内に設けられ、前記第４のチャンバと前記第１のチャンバとの間で前記基板を搬送する第１の基板搬送手段と、
を有する基板処理チャンバモジュールと、
（ｂ）前記第２の壁に第３のゲートバルブを介して取り付けられ、前記第２の開口と前記第３のゲートバルブを介して連通する第１０の開口が設けられた第８の壁を有する搬送コアチャンバと、
（ｃ）前記搬送コアチャンバ内に設けられ、前記搬送コアチャンバと前記第１のチャンバとの間で前記基板を搬送する第２の基板搬送手段と、
（ｄ）前記搬送コアチャンバの前記第８の壁に取り付けられたロードロックチャンバと、
を備える基板処理装置が提供される。
（ａ）上下に積み重ねられて気密封止部材を介して互いに直接取り付けられた第１および第２のチャンバと、
前記第１のチャンバの前記第２のチャンバに対面する第１の壁に設けられ、基板が通過可能な第１の開口と、
前記第１の壁と交差する前記第１のチャンバの第２の壁に設けられ、前記基板が通過可能な第２の開口と、
前記第２のチャンバの前記第１のチャンバに対面する第３の壁に、前記第１の開口と連通して設けられ、前記基板が通過可能な第３の開口と、
前記第１のチャンバ内に上下動可能に設けられ、前記第１の開口を開閉する第１の開閉手段と、
前記第１の開閉手段よりも前記第２のチャンバ側に設けられ、前記基板を搭載し、前記基板を前記第１のチャンバ内と、前記第２のチャンバ内とで移動可能な第１の基板搭載手段と、
前記第２のチャンバに設けられ、前記基板を処理する第１の基板処理手段と、
前記第１のチャンバに対して前記第２のチャンバとは反対側に前記第１のチャンバと上下に積み重ねられて気密封止部材を介して互いに直接取り付けられた第３のチャンバと、
前記第１のチャンバの前記第３のチャンバに対面する第４の壁に設けられ、前記基板が通過可能な第４の開口と、
前記第３のチャンバの前記第１のチャンバに対面する第５の壁に、前記第４の開口と連通して設けられ、前記基板が通過可能な第５の開口と、
前記第１のチャンバ内に上下動可能に設けられ、前記第４の開口を開閉する第２の開閉手段と、
前記第２の開閉手段よりも前記第３のチャンバ側に設けられ、前記基板を搭載し、前記基板を前記第１のチャンバ内と前記第３のチャンバ内とで移動可能な第２の基板搭載手段と、
前記第３のチャンバに設けられ、前記基板を処理する第２の基板処理手段と、
前記第１、第２および第３のチャンバにそれぞれ接続された第１、第２および第３の高真空ポンプと、
前記第２の壁において前記第２の開口と異なる位置に設けられた第６の開口と、
前記第１のチャンバの前記第２の壁に第１のゲートバルブを介して取り付けられ、前記第６の開口と前記第１のゲートバルブを介して連通する第７の開口が設けられた第６の壁を有する搬送チャンバと、
前記第６の壁において前記第７の開口と異なる位置に設けられた第８の開口と、
前記第６の壁に第２のゲートバルブを介して取り付けられ、前記第８の開口と前記第２のゲートバルブを介して連通する第９の開口が設けられた第７の壁を有する第４のチャンバと、
前記第４のチャンバに設けられ、前記基板を処理する第３の基板処理手段と、
前記搬送チャンバ内に設けられ、前記第４のチャンバと前記第１のチャンバとの間で前記基板を搬送する第１の基板搬送手段と、
を有する基板処理チャンバモジュールと、
（ｂ）前記第２の壁に第３のゲートバルブを介して取り付けられ、前記第２の開口と前記第３のゲートバルブを介して連通する第１０の開口が設けられた第８の壁を有する搬送コアチャンバと、
（ｃ）前記搬送コアチャンバ内に設けられ、前記搬送コアチャンバと前記第１のチャンバとの間で前記基板を搬送する第２の基板搬送手段と、
（ｄ）前記搬送コアチャンバの前記第８の壁に取り付けられたロードロックチャンバと、
を備える基板処理装置が提供される。
本発明の他の態様よれば、
上下に積み重ねられて気密封止部材を介して互いに直接取り付けられた第１および第２のチャンバと、
前記第１のチャンバの前記第２のチャンバに対面する第１の壁に設けられ、基板が通過可能な第１の開口と、
前記第１の壁と交差する前記第１のチャンバの第２の壁に設けられ、前記基板が通過可能な第２の開口と、
前記第２のチャンバの前記第１のチャンバに対面する第３の壁に、前記第１の開口と連通して設けられ、前記基板が通過可能な第３の開口と、
前記第１のチャンバ内に上下動可能に設けられ、前記第１の開口を開閉する第１の開閉手段と、
前記第１の開閉手段よりも前記第２のチャンバ側に設けられ、前記基板を搭載し、前記基板を前記第１のチャンバ内と、前記第２のチャンバ内とで移動可能な第１の基板搭載手段と、
前記第２のチャンバに設けられ、前記基板を処理する第１の基板処理手段と、
前記第１のチャンバに対して前記第２のチャンバとは反対側に前記第１のチャンバと上下に積み重ねられて気密封止部材を介して互いに直接取り付けられた第３のチャンバと、
前記第１のチャンバの前記第３のチャンバに対面する第４の壁に設けられ、前記基板が通過可能な第４の開口と、
前記第３のチャンバの前記第１のチャンバに対面する第５の壁に、前記第４の開口と連通して設けられ、前記基板が通過可能な第５の開口と、
前記第１のチャンバ内に上下動可能に設けられ、前記第４の開口を開閉する第２の開閉手段と、
前記第２の開閉手段よりも前記第３のチャンバ側に設けられ、前記基板を搭載し、前記基板を前記第１のチャンバ内と前記第３のチャンバ内とで移動可能な第２の基板搭載手段と、
前記第３のチャンバに設けられ、前記基板を処理する第２の基板処理手段と、
前記第２の壁において前記第２の開口と異なる位置に設けられた第６の開口と、
前記第１のチャンバの前記第２の壁に第１のゲートバルブを介して取り付けられ、前記第６の開口と前記第１のゲートバルブを介して連通する第７の開口が設けられた第６の壁を有する搬送チャンバと、
前記第６の壁において前記第７の開口と異なる位置に設けられた第８の開口と、
前記第６の壁に第２のゲートバルブを介して取り付けられ、前記第８の開口と前記第２のゲートバルブを介して連通する第９の開口が設けられた第７の壁を有する第４のチャンバと、
前記第４のチャンバに設けられ、前記基板を処理する第３の基板処理手段と、
前記搬送チャンバ内に設けられ、前記第４のチャンバと前記第１のチャンバとの間で前記基板を搬送する第１の基板搬送手段と、
を備える基板処理チャンバモジュールが提供される。
上下に積み重ねられて気密封止部材を介して互いに直接取り付けられた第１および第２のチャンバと、
前記第１のチャンバの前記第２のチャンバに対面する第１の壁に設けられ、基板が通過可能な第１の開口と、
前記第１の壁と交差する前記第１のチャンバの第２の壁に設けられ、前記基板が通過可能な第２の開口と、
前記第２のチャンバの前記第１のチャンバに対面する第３の壁に、前記第１の開口と連通して設けられ、前記基板が通過可能な第３の開口と、
前記第１のチャンバ内に上下動可能に設けられ、前記第１の開口を開閉する第１の開閉手段と、
前記第１の開閉手段よりも前記第２のチャンバ側に設けられ、前記基板を搭載し、前記基板を前記第１のチャンバ内と、前記第２のチャンバ内とで移動可能な第１の基板搭載手段と、
前記第２のチャンバに設けられ、前記基板を処理する第１の基板処理手段と、
前記第１のチャンバに対して前記第２のチャンバとは反対側に前記第１のチャンバと上下に積み重ねられて気密封止部材を介して互いに直接取り付けられた第３のチャンバと、
前記第１のチャンバの前記第３のチャンバに対面する第４の壁に設けられ、前記基板が通過可能な第４の開口と、
前記第３のチャンバの前記第１のチャンバに対面する第５の壁に、前記第４の開口と連通して設けられ、前記基板が通過可能な第５の開口と、
前記第１のチャンバ内に上下動可能に設けられ、前記第４の開口を開閉する第２の開閉手段と、
前記第２の開閉手段よりも前記第３のチャンバ側に設けられ、前記基板を搭載し、前記基板を前記第１のチャンバ内と前記第３のチャンバ内とで移動可能な第２の基板搭載手段と、
前記第３のチャンバに設けられ、前記基板を処理する第２の基板処理手段と、
前記第２の壁において前記第２の開口と異なる位置に設けられた第６の開口と、
前記第１のチャンバの前記第２の壁に第１のゲートバルブを介して取り付けられ、前記第６の開口と前記第１のゲートバルブを介して連通する第７の開口が設けられた第６の壁を有する搬送チャンバと、
前記第６の壁において前記第７の開口と異なる位置に設けられた第８の開口と、
前記第６の壁に第２のゲートバルブを介して取り付けられ、前記第８の開口と前記第２のゲートバルブを介して連通する第９の開口が設けられた第７の壁を有する第４のチャンバと、
前記第４のチャンバに設けられ、前記基板を処理する第３の基板処理手段と、
前記搬送チャンバ内に設けられ、前記第４のチャンバと前記第１のチャンバとの間で前記基板を搬送する第１の基板搬送手段と、
を備える基板処理チャンバモジュールが提供される。
本発明によれば、占有床面積の小さい基板処理装置および基板処理チャンバモジュールが提供される。
次に、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１を参照すれば、本発明の好ましい第１の実施の形態の基板処理装置１として、基板を真空処理するための、典型的なクラスタ型装置が示されている。基板２２としては、例えば、シリコンウエハやＡｌＴｉＣ（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）ウエハが好適に使用される。
図１を参照すれば、本発明の好ましい第１の実施の形態の基板処理装置１として、基板を真空処理するための、典型的なクラスタ型装置が示されている。基板２２としては、例えば、シリコンウエハやＡｌＴｉＣ（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）ウエハが好適に使用される。
基板処理装置１は、搬送コアチャンバ７０と、搬送コアチャンバ７０の側壁に取り付けられたチャンバアセンブリ１００、プロセスチャンバ７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、ロードロックチャンバ７１ａおよびアンロードロックチャンバ７１ｂと、ロードロックチャンバ７１ａおよびアンロードロックチャンバ７１ｂに取り付けられたフロントエンドモジュール７２と、フロントエンドモジュール７２に取り付けられ、基板処理装置１に基板を出し入れするためのＦＯＵＰ（Front Opening Universal Pod）ユニット７２ａ、７２ｂと、を備えている。
搬送コアチャンバ７０と、チャンバアセンブリ１００、プロセスチャンバ７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、ロードロックチャンバ７１ａおよびアンロードロックチャンバ７１ｂとの間には、ゲートバルブ６１、７４ａ、７４ｂ、７４ｃおよびスリットバルブ７４ｄ、７４ｅがそれぞれ取り付けられている。ロードロックチャンバ７１ａおよびアンロードロックチャンバ７１ｂとフロントエンドモジュール７２との間には、ゲートバルブ７４ｆおよび７４ｇがそれぞれ取り付けられている。
搬送コアチャンバ７０には、チャンバアセンブリ１００、プロセスチャンバ７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、ロードロックチャンバ７１ａおよびアンロードロックチャンバ７１ｂと、ロードロックチャンバ７１ａおよびアンロードロックチャンバ７１ｂ間で基板を搬送可能な基板搬送ロボット９０が設けられている。フロントエンドモジュール７２には、ロードロックチャンバ７１ａ、アンロードロックチャンバ７１ｂおよびＦＯＵＰユニット７２ａ、７２ｂ間で基板を搬送可能な基板搬送ロボット９２が設けられている。
図２、図３を参照すれば、チャンバアセンブリ１００は、搬送チャンバ１０と、プロセスチャンバ３０と、プロセスチャンバ５０とを備えている。プロセスチャンバ３０は搬送チャンバ１０上に垂直に積み重ねられ、搬送チャンバ１０は、プロセスチャンバ５０上に垂直に積み重ねられている。
搬送チャンバ１０は、側壁１１と、上壁１１ａと、下壁１１ｂとを備えている。側壁１１のうち、搬送コアチャンバ７０側の側壁１１ｃには、開口１２ｃが設けられている。側壁１１ｃには開口１２ｃに合わせてゲートバルブ６１が取り付けられている。ゲートバルブ６１を開けて、開口１２ｃを介して、基板２２を搬送コアチャンバ７０と搬送チャンバ１０との間で搬送する。
搬送チャンバ１０には、垂直移動エレベータバルブ１４と、垂直移動エレベータバルブ１７と、基板搭載部材１５と、基板搭載部材１８と、基板マスク１９とが設けられている。搬送チャンバ１０は、側壁１１のうち、側壁１１ｃと反対側の側壁１１ｄには、開口１２ｄが設けられている。側壁１１ｄには、開口１２ｄを介して高真空ポンプ１３が取り付けられている。高真空ポンプ１３には、粗引きポンプ（図示せず）と接続された粗引き配管１３ａが接続されている。
上壁１１ａには開口１２ａが設けられている。開口１２ａは、基板２２より大きい。垂直移動エレベータバルブ１４の上面にはＯリング１４ａが設けられている。垂直移動エレベータバルブ１４が上昇してＯリング１４ａを介して上壁１１ａと結合して開口１２ａをシールする（図２参照）。基板搭載部材１５は垂直移動エレベータバルブ１４上に設けられている。なお、開口１２ａは、基板搭載部材１５より大きい。
下壁１１ｂには開口１２ｂが設けられている。開口１２ｂは、基板２２より大きい。下壁１１ｂの上面にはＯリング１４ｂが設けられている。垂直移動エレベータバルブ１７が下降してＯリング１４ｂを介して下壁１１ｂと結合して開口１２ｂをシールする（図３参照）。基板搭載部材１８は垂直移動エレベータバルブ１７の下に、垂直移動エレベータバルブ１７とは独立して設けられている。なお、開口１２ｂは、基板搭載部材１８より大きい。
プロセスチャンバ３０は、側壁３１と、上壁３１ｂと、下壁３１ａとを備えている。
下壁３１ａには開口３６ａが設けられている。開口３６ａは上壁１１ａの開口１２ａと連通している。開口３６ａは、搬送チャンバ１０の上壁１１ａの開口１２ａと水平方向で同じ位置に設けられている。開口３６ａは、基板２２より大きい。側壁３１には、プロセスチャンバ３０内にガスを導入するガス導入口３２が設けられている。ガス導入口３２からは、例えば、酸素ガスが導入される。
上壁３１ｂには開口３６ｂおよび開口３６ｃが設けられている。開口３６ｂには石英からなる透明窓３４が取り付けられている。透明窓３４上にはランプヒータユニット３５が設けられている。上壁３１ｂには、開口３６ｃを介して高真空ポンプ３３が取り付けられている。高真空ポンプ３３には、粗引きポンプ（図示せず）と接続された粗引き配管３３ａが接続されている。
プロセスチャンバ５０は、側壁５１と、上壁５１ｂと、下壁５１ａとを備えている。
上壁５１ｂには開口５７ａが設けられている。開口５７ａは下壁１１ｂの開口１２ｂと連通している。開口５７ａは、搬送チャンバ１０の下壁１１ｂの開口１２ｂと水平方向で同じ位置に設けられている。開口５７ａは、基板２２より大きい。側壁５１には、プロセスチャンバ５０内にガスを導入するガス導入口５２が設けられている。
下壁５１ａを貫通してクライオポンプ５６が設けられている。クライオポンプ５６上には、基板ホルダ５５が設けられている。基板ホルダ５５内には、ヒータ５４が設けられている。基板ホルダ５５は、クライオポンプ５６およびヒータ５４と熱的に結合している。
下壁５１ａには、開口５７ｂを介して高真空ポンプ５３が取り付けられている。高真空ポンプ５３には、粗引きポンプ（図示せず）と接続された粗引き配管５３ａが接続されている。
搬送チャンバ１０内の空間１０ａ、プロセスチャンバ３０内の空間３０ａ、プロセスチャンバ５０内の空間５０ａは、開口３６ａ、開口１２ａの周囲に設けられたＯリング１６ａおよび開口１２ｂ、開口５７ａの周囲に設けられたＯリング１６ｂにより、外部環境１００ａから真空シールされている。Ｏリング１６ａおよびＯリング１６ｂは、エラストマーまたは金属製である。
垂直移動エレベータバルブ１４、１７の位置によって、チャンバ空間１０ａ、３０ａ、５０ａは、連通したり、分離されたりする。垂直移動エレベータバルブ１４が上昇して、垂直移動エレベータバルブ１４によって搬送チャンバ１０の上壁１１ａの開口１２ａが閉じられると、チャンバ空間１０ａとチャンバ空間３０ａは分離される（図２参照）。垂直移動エレベータバルブ１４が下降して、開口１２ａが開放されると、チャンバ空間１０ａとチャンバ空間３０ａは連通する（図３参照）。垂直移動エレベータバルブ１７が下降して、垂直移動エレベータバルブ１７によって搬送チャンバ１０の下壁１１ｂの開口１２ｂが閉じられると、チャンバ空間１０ａとチャンバ空間５０ａは分離される（図３参照）。垂直移動エレベータバルブ１７が上昇して、開口１２ｂが開放されると、チャンバ空間１０ａとチャンバ空間３０ａは連通する（図２参照）。
図４を参照すれば、垂直移動エレベータバルブ１７の両端には、２本のロッド２１ｂ、２１ｂの一端が取り付けられている。ロッド２１ｂ、２１ｂの他端は、エアーシリンダー２１ａ、２１ａのピストン２１ｅ、２１ｅに取り付けられている。エアーシリンダー２１ａは、複動型シリンダーである。エアーシリンダー２１ａはシリンダー２１ｄとシリンダー２１ｄ内に設けられたピストン２１ｅと、シリンダー２１ｄの一端にエアーを送気、排気するエアー送排気ポート２１ｈと、シリンダー２１ｄの他端にエアーを送気、排気するエアー送排気ポート２１ｉとを備えている。
エアー送排気ポート２１ｈにエアーを送り、エアー送排気ポート２１ｉからエアーを排気することによりピストン２１ｅを下側に移動させ、その結果、ピストン２１ｅに取り付けられたロッド２１ｂを下側に移動させて垂直移動エレベータバルブ１７を下側に移動させる。エアー送排気ポート２１ｉにエアーを送り、エアー送排気ポート２１ｈからエアーを排気することによりピストン２１ｅを上側に移動させ、その結果、ピストン２１ｅに取り付けられたロッド２１ｂを上側に移動させて垂直移動エレベータバルブ１７を上側に移動させる。このようにして、垂直移動エレベータバルブ１７をエアーシリンダー２１ａによって矢印２１ｃの方向に上下させる。
ロッド２１ｂは、搬送チャンバ１０の下壁１１ｂの開口１１ｄと、プロセスチャンバ５０の上壁５１ｂの開口５１ｃを貫通して設けられている。ロッド２１ｂの途中には、プレート２１ｇが取り付けられている。プレート２１ｇは上壁５１ｂよりも下側に設けられている。プレート２１ｇにはベローズ２１ｆの一端が取り付けられ、ベローズ２１ｆの他端は上壁５１ｂに取り付けられている。ベローズ２１ｆの内側は搬送チャンバ１０内の空間１０ａであり、ベローズ２１ｆの外側は外部環境１００ａであり、ベローズ２１ｆによって、搬送チャンバ１０内の空間１０ａは外部環境１００ａから気密にシールされている。また、ベローズ２１ｆによって、プレート２１ｇの上下方向の移動が確保され、その結果、プレート２１ｇに取り付けられたロッド２１ｂの上下方向の移動が確保されている。
再び図４を参照すれば、基板搭載部材１８の上プレート１８ｄには、ロッド２３ｂの一端が取り付けられている。ロッド２３ｂの他端は、プレート２３ｈに取り付けられている。プレート２３ｈは、支柱２３ｉを介してボールネジ２３ｇのナット２３ｅに取り付けられている。ボールネジ２３ｇのねじ軸２３ｄの下端はモータ２３ａに取り付けられている。モータ２３ａを回転すると、ねじ軸２３ｄも回転し、その回転方向に応じてナット２３ｅが上下し、ナット２３ｅに取り付けられているプレート２３ｈ、ロッド２３ｂおよび基板搭載部材１８が上下する。このようにして、基板搭載部材１８をモータ２３ａによって矢印２３ｃの方向に上下させる。
ロッド２３ｂは、プロセスチャンバ５０の下壁５１ａの開口５１ｄを貫通して設けられている。プレート２３ｈにはベローズ２３ｆの一端が取り付けられ、ベローズ２３ｆの他端は下壁５１ａに取り付けられている。ベローズ２３ｆの内側はプロセスチャンバ５０の空間５０ａであり、ベローズ２３ｆの外側は外部環境１００ａであり、ベローズ２３ｆによって、プロセスチャンバ５０内の空間５０ａは外部環境１００ａから気密にシールされている。また、ベローズ２３ｆによって、プレート２３ｈの上下方向の移動が確保され、その結果、プレート２３ｈに取り付けられたロッド２３ｂの上下方向の移動が確保されている。
図５を参照すれば、垂直移動エレベータバルブ１４の両端には、２本のロッド２０ｂ、２０ｂの一端が取り付けられている。ロッド２０ｂ、２０ｂの他端は、プレート２０ｈに取り付けられている。プレート２０ｈは、支柱２０ｉを介してボールネジ２０ｇのナット２０ｅに取り付けられている。ボールねじ２０ｇのねじ軸２０ｄの下端はモータ２０ａに取り付けられている。モータ２０ａを回転すると、ねじ軸２０ｄも回転し、その回転方向に応じてナット２０ｅが上下し、ナット２０ｅに取り付けられているプレート２０ｈ、ロッド２０ｂおよび垂直移動エレベータバルブ１４が上下する。このようにして、垂直移動エレベータバルブ１４をモータ２０ａによって矢印２０ｃの方向に上下させる。
ロッド２０ｂは、搬送チャンバ１０の下壁１１ｂの開口１１ｅと、プロセスチャンバ５０の上壁５１ｂの開口５１ｅを貫通して設けられている。プレート２０ｈにはベローズ２０ｆの一端が取り付けられ、ベローズ２０ｆの他端は上壁５１ｂに取り付けられている。ベローズ２０ｆの内側は搬送チャンバ１０の空間１０ａであり、ベローズ２０ｆの外側は外部環境１００ａであり、ベローズ２０ｆによって、搬送チャンバ１０の空間１０ａは外部環境１００ａから気密にシールされている。また、ベローズ２０ｆによって、プレート２０ｈの上下方向の移動が確保され、その結果、プレート２０ｈに取り付けられたロッド２０ｂの上下方向の移動が確保されている。
図６を参照すれば、基板２２の両側に垂直移動エレベータバルブ１４を上下方向に駆動するモータ２０ａ、２０ａが配置されている。基板２２の両側であって、モータ２０ａ、２０ａを結ぶ直線とは所定の角度傾いて、垂直移動エレベータバルブ１７を上下方向に駆動するエアーシリンダー２１ａ、２１ａが配置されている。モータ２０ａとエアーシリンダー２１ａとの間に基板搭載部材１８を上下方向に駆動するモータ２３ａが配置されている。
基板搭載部材１５は、複数のピンを備えている。基板２２は複数のピンの上に搭載される。基板搭載部材１５は垂直移動エレベータバルブ１４上に設けられているので、垂直移動エレベータバルブ１４が上昇すると、基板搭載部材１５も上昇し、垂直移動エレベータバルブ１４が上壁１１ａと結合して開口１２ａをシールした際には、基板搭載部材１５および基板２２はプロセスチャンバ３０内の空間３０ａ内に位置している（図２参照）。この状態で、プロセスチャンバ３０内で基板２２の処理が行われる。垂直移動エレベータバルブ１４が下降すると、基板搭載部材１５も下降し、基板搭載部材１５および基板２２はプロセスチャンバ１０内の空間１０ａ内に位置する（図３参照）。基板搭載部材１５および基板２２がプロセスチャンバ１０内の所定の基板受け渡し位置に位置した状態で、搬送コアチャンバ７０内の基板搬送ロボット９０によって、基板２２が搬送コアチャンバ７０から基板搭載部材１５上に搭載され、または基板搭載部材１５上に搭載された基板２２が搬送コアチャンバ７０に搬出される。
図４、図７、図８を参照すれば、基板搭載部材１８は、上プレート１８ｄと、上プレート１８ｄに垂直下方に向かって取り付けられた４本のピン１８ｅと、ピン１８ｅの先端にピン１８ｅから内側に向かって水平に設けられた基板受け部１８ａと、ピン１８ｅの途中にピン１８ｅから外側に水平に設けられたバネ固定部材１８ｂと、バネ固定部材１８ｂに上端が取り付けられたバネ部材１８ｃとを備えている。バネ部材１８ｃの下端には基板マスク１９が取り付けられている。基板マスク１９はリング状である。
図４を参照すれば、基板搭載部材１８の上プレート１８ｄは、ロッド２３ｂに取り付けられているので、モータ２３ａを回転してロッド２３ｂを上昇させると、基板搭載部材１８も上昇し、基板搭載部材１８および基板２２はプロセスチャンバ１０内の空間１０ａ内に位置する（図２、図４参照）。なお、垂直移動エレベータバルブ１７によって搬送チャンバ１０の下壁１１ｂの開口１２ｂが閉じられていて、チャンバ空間１０ａとチャンバ空間５０ａとが分離されている場合（図３参照）には、エアーシリンダー２１ａを駆動して、予め垂直移動エレベータバルブ１７を上昇させておく。
基板搭載部材１８を上昇させると、基板２２は基板ホルダ５５上に搭載されておらず、基板受け部１８ａ上に搭載された状態となる。また、基板マスク１９はバネ部材１８ｃによって吊り上げられた状態となるので、基板マスク１９は基板２２とは離間した状態となる。基板搭載部材１８および基板２２がプロセスチャンバ１０内の所定の基板受け渡し位置に位置した状態で、搬送コアチャンバ７０内の基板搬送ロボット９０によって、基板２２が搬送コアチャンバ７０から基板搭載部材１８の基板受け部１８ａ上に搭載され、または基板搭載部材１５の基板受け部１８ａ上に搭載された基板２２が搬送コアチャンバ７０に搬出される。
図３、図７を参照すれば、基板搭載部材１８を下降させると、基板ホルダ５５の凸部５５ｂは、４つの基板受け部１８ａ内に挿入され、凸部５５ｂの表面５５ａの位置が基板受け部１８ａの位置よりも高くなると、基板２２は４つの基板受け部１８ａ上に搭載された状態から基板ホルダ５５上に搭載された状態となる。その後、さらに基板搭載部材１８を下降させると、基板２２の周囲が基板マスク１９と４つの基板受け部１８ａに挟まれた状態となる。この際には、バネ部材１８ｃに取り付けられた基板マスク１９によって、基板２２は下向きに押圧される。この状態で、エアーシリンダー２１ａを駆動して、垂直移動エレベータバルブ１７を下降させて、垂直移動エレベータバルブ１７によって搬送チャンバ１０の下壁１１ｂの開口１２ｂを閉じて、チャンバ空間１０ａとチャンバ空間５０ａとを分離して、プロセスチャンバ５０内で基板２２の処理を行う。
なお、本実施の形態では、基板搭載部材１８を、垂直移動エレベータバルブ１７の下部に設けたが、これに限定されず、例えば、基板ホルダ５５の内部に、基板を支持するための、上下動可能な複数のピン（例えば、３本のピン）を設けるようにしてもよい。
本実施の形態では、プロセスチャンバ３０の上壁３１ｂに透明窓３４とランプヒータユニット３５を設けたが、透明窓３４とランプヒータユニット３５に代えて、上壁３１ｂに、基板２２に対して平行に配置されたスパッタリングカソードとターゲットを設けてもよく、プラズマエッチング誘導コイルと誘電体窓を設けてもよく、金属膜酸化用のガスシャワーヘッドを設けてもよく、急速冷却用に、基板に近接して配置された極低温冷却プレートを設けてもよく、上壁３１ｂに設けるものによってプロセスチャンバ３０によって種々の処理を行うことができる。なお、プラズマエッチングでは、垂直移動エレベータバルブ１７上の基板搭載部材１５は、基板温度を維持するためのフラット面を有するステージに置き換えることが好ましい。
本実施の形態では、プロセスチャンバ５０の下壁５１ａにクライオポンプ５６を設けて極低温冷却をできるようにし、基板ホルダ５５内にヒータ５４を設けて、冷却温度を調整できるようにしたが、クライオポンプ５６やヒータ５４とは別に、基板ホルダ５５の下方に、電極と加熱防止用水路を設けることで、チャンバ５０内で逆スパッタエッチングを実施することができる。また、垂直移動エレベータバルブ１７は、エッチングや酸化処理を行うための反応性ガスを導入するためのシャワーヘッドとして構成することもできる。
次に、本実施の形態の基板処理装置１を使用して、基板２２を処理する方法について説明する。典型的な基板処理工程は、以下の工程を含んでいる。
図１を参照すれば、まず、複数の基板２２を搭載したカセット（図示せず）が、ＦＯＵＰユニット７２ａに投入される。フロントエンドモジュール７２の基板搬送ロボット９２は基板２２を、ＦＯＵＰユニット７２ａからロードロックチャンバ７１ａに搬送する。
その後、フロントエンドモジュール７２とロードロックチャンバ７１ａの間にあるゲートバルブ７４ｆは閉じられ、ロードロックチャンバ７１ａは排気される。
その後、ロードロックチャンバ７１ａと搬送コアチャンバ７０との間のスリットバルブ７４ｄは開かれ、搬送コアチャンバ７０内の基板搬送ロボット９０は、ロードロックチャンバ７１ａから基板２２を取り、ゲートバルブ７４ａは開かれ、プロセスチャンバ７３ａに基板２２を搬入する。ゲートバルブ７４ａは閉じられ、プロセスチャンバ７３ａで基板２２の処理行う。
プロセスチャンバ７３ａでの基板２２の処理が終わると、ゲートバルブ７４ａは開かれ、基板搬送ロボット９０は、プロセスチャンバ７３ａから基板２２を搬出し、ゲートバルブ７４ａは開かれ、プロセスチャンバ７３ｂに基板２２を搬入する。ゲートバルブ７４ｂは閉じられ、プロセスチャンバ７３ｂで基板２２の処理行う。
プロセスチャンバ７３ｂでの基板２２の処理が終わると、ゲートバルブ７４ｂは開かれ、基板搬送ロボット９０は、プロセスチャンバ７３ｂから基板２２を搬出し、ゲートバルブ６１は開かれ、チャンバアセンブリ１００の搬送チャンバ１０に基板２２を搬入する。
図３を参照すれば、プロセスチャンバ３０内で基板２２の処理を行う場合には、予め垂直移動エレベータバルブ１７を下降させて、垂直移動エレベータバルブ１７によって搬送チャンバ１０の下壁１１ｂの開口１２ｂを閉じて、チャンバ空間１０ａとチャンバ空間５０ａとを分離しておく。搬送チャンバ１０に基板２２を搬入する際には、垂直移動エレベータバルブ１４を下降させて、基板搭載部材１５がプロセスチャンバ１０内の所定の基板受け渡し位置に位置した状態で、搬送コアチャンバ７０内の基板搬送ロボット９０のエンドエフェクタ９０ｂ（図２参照）によって、基板２２が基板搭載部材１５上に搭載される。この際には、エンドエフェクタ９０ｂ上に基板２２を搭載して基板搭載部材１５の少し上に基板２２を搬送し、その後、垂直移動エレベータバルブ１４を上昇させて基板搭載部材１５を上昇させ、またはエンドエフェクタ９０ｂを下降させて、エンドエフェクタ９０ｂ上に搭載された基板２２を基板搭載部材１５上に移し替え、その後、エンドエフェクタ９０ｂが搬送コアチャンバ７０内に戻る。その後、ゲートバルブ６１は閉じられる。
その後、垂直移動エレベータバルブ１４を上昇させて、垂直移動エレベータバルブ１４を上壁１１ａに結合させて開口１２ａをシールする。この際には、基板搭載部材１５および基板２２はプロセスチャンバ３０内の空間３０ａ内に位置している（図２参照）。この状態で、プロセスチャンバ３０内で基板２２の処理が行われる。本実施の形態では、例えば、ランプヒータユニット３５による基板２２の加熱処理が行われる。
プロセスチャンバ３０内で基板２２の処理が終わると、垂直移動エレベータバルブ１４を下降させて、基板搭載部材１５を下降させ、基板搭載部材１５および基板２２を搬送チャンバ１０内の空間１０ａ内の所定の基板受け渡し位置に位置させる。その後、ゲートバルブ６１が開けられ、搬送コアチャンバ７０内の基板搬送ロボット９０のエンドエフェクタ９０ｂ（図２参照）によって、基板搭載部材１５上の基板２２は、プロセスチャンバ３０から搬出される。この際には、基板搭載部材１５上の基板２２の底部をエンドエフェクタ９０ｂよりも高い位置に位置させておき、エンドエフェクタ９０ｂを基板２２の下側に位置させた状態で、垂直移動エレベータバルブ１４を下降させて基板搭載部材１５を下降させ、またはエンドエフェクタ９０ｂを上昇させて、基板搭載部材１５上に搭載された基板２２をエンドエフェクタ９０ｂ上に移し替える。その後、基板２２を搭載したエンドエフェクタ９０ｂは、搬送コアチャンバ７０内に戻る。その後、ゲートバルブ６１は閉じられる。
図２を参照すれば、プロセスチャンバ５０内で基板２２の処理を行う場合には、予め、垂直移動エレベータバルブ１４を上昇させて、垂直移動エレベータバルブ１４によって搬送チャンバ１０の上壁１１ａの開口１２ａを閉じて、チャンバ空間１０ａとチャンバ空間３０ａとを分離しておく。搬送チャンバ１０に基板２２を搬入する際には、垂直移動エレベータバルブ１７を上昇させ、基板搭載部材１８も上昇させて、基板搭載部材１８をプロセスチャンバ１０内の所定の基板受け渡し位置に位置した状態で、搬送コアチャンバ７０内の基板搬送ロボット９０のエンドエフェクタ９０ｂによって、基板２２が基板搭載部材１８に搭載される。
図４を参照すれば、この際には、エンドエフェクタ９０ｂ上に基板２２を搭載して基板搭載部材１８の基板受け部１８ａの少し上であって、基板マスク１９よりも下側に基板２２を搬送し、その後、基板搭載部材１８を上昇させて基板受け部１８ａを上昇させ、またはエンドエフェクタ９０ｂを下降させ、エンドエフェクタ９０ｂ上に搭載された基板２２を基板受け部１８ａ上に移し替え、その後、エンドエフェクタ９０ｂが搬送コアチャンバ７０内に戻る。その後、ゲートバルブ６１は閉じられる。
図３、図７を参照すれば、その後、基板搭載部材１８を下降させると、基板ホルダ５５の凸部５５ｂは、４つの基板受け部１８ａ内に挿入され、凸部５５ｂの表面５５ａの位置が基板受け部１８ａの位置よりも高くなると、基板２２は４つの基板受け部１８ａ上に搭載された状態から基板ホルダ５５上に搭載された状態となる。その後、さらに基板搭載部材１８を下降させると、基板２２の周囲が基板マスク１９と４つの基板受け部１８ａに挟まれた状態となる。この際には、バネ部材１８ｃに取り付けられた基板マスク１９によって、基板２２は下向きに押圧される。この状態で、垂直移動エレベータバルブ１７を下降させて、垂直移動エレベータバルブ１７によって搬送チャンバ１０の下壁１１ｂの開口１２ｂを閉じて、チャンバ空間１０ａとチャンバ空間５０ａとを分離して、プロセスチャンバ５０内で基板２２の処理を行う。
プロセスチャンバ５０内で基板２２の処理が終わると、垂直移動エレベータバルブ１７を上昇させ、基板搭載部材１８を上昇させる。図２、図４を参照すれば、基板搭載部材１８を上昇させると、基板２２は基板ホルダ５５上に搭載されておらず、基板受け部１８ａ上に搭載された状態となる。また、基板マスク１９はバネ部材１８ｃによって吊り上げられた状態となるので、基板マスク１９は基板２２とは離間した状態となる。基板搭載部材１８および基板２２が搬送チャンバ１０内の所定の基板受け渡し位置に位置した状態で、ゲートバルブ６１が開けられ、搬送コアチャンバ７０内の基板搬送ロボット９０のエンドエフェクタ９０ｂ（図２参照）によって、基板搭載部材１８に搭載された基板２２は、搬送チャンバ１０から搬出される。図４を参照すれば、この際には、基板搭載部材１８に搭載された基板２２の底部をエンドエフェクタ９０ｂよりも高い位置に位置させておき、エンドエフェクタ９０ｂを基板２２の下側に位置させた状態で、基板搭載部材１８を下降させて、またはエンドエフェクタ９０ｂを上昇させて、基板搭載部材１８に搭載された基板２２をエンドエフェクタ９０ｂ上に移し替える。その後、基板２２を搭載したエンドエフェクタ９０ｂは、搬送コアチャンバ７０内に戻る。その後、ゲートバルブ６１は閉じられる。
本実施の形態では、垂直移動エレベータバルブ１４、１７は、プロセスチャンバ３０、５０を搬送チャンバ１０から分離するので、プロセスチャンバ３０、５０の一方又は両方で反応性ガスが使用されるときには、コンタミネーションを防止することができる。低真空の場合や反応性ガスを使用しない場合は、搬送チャンバ１０の開口１２ａ、１２ｂから垂直移動エレベータバルブ１４、１７をそれぞれ少し後退させることにより、搬送チャンバ１０の高真空ポンプ１３によってプロセスチャンバ３０、５０の一方又は両方を排気することができる。
再び、図１を参照すれば、ゲートバルブ６１が開かれて、基板搬送ロボット９０がチャンバアセンブリ１００の搬送チャンバ１０から基板２２を受け取り、ゲートバルブ７４ｃは開かれ、プロセスチャンバ７３ｃに基板２２を搬入する。ゲートバルブ７４ｃは閉じられ、プロセスチャンバ７３ｃで基板２２の処理行う。
プロセスチャンバ７３ｃでの基板２２の処理が終わると、ゲートバルブ７４ｃは開かれ、基板搬送ロボット９０は、プロセスチャンバ７３ｃから基板２２を搬出し、搬送コアチャンバ７０とアンロードロックチャンバ７１ｂとの間のスリットバルブ７４ｅは開かれ、アンロードロックチャンバ７１ｂに基板２２を搬入する。
その後、スリットバルブ７４ｅは閉じられ、アンロードロックチャンバ７１ｂは大気圧に戻される。その後、アンロードロックチャンバ７１ｂとフロントエンドモジュール７２との間にあるゲートバルブ７４ｇは開かれ、フロントエンドモジュール７２の基板搬送ロボット９２は、基板２２を、アンロードロックチャンバ７１ｂからＦＯＵＰユニット７２ａに搬送する。
上述した基板処理方法は、説明のため、簡略化されている。実際には、複数の基板２２は、基板処理装置１の真空領域内に搭載され、スループットを最大化するため、基板搬送順序、搬送タイミング、時間等を制御したり、レシピを管理するスケジュール手段が使用される。
（第２の実施の形態）
図９を参照すれば、上述した第１の実施の形態では、基板搭載部材１５は垂直移動エレベータバルブ１４上に設けられており、基板搭載部材１５は垂直移動エレベータバルブ１４と一緒に上下する。これに対して、本実施の形態では、基板搭載部材１５を垂直移動エレベータバルブ１４の上側に垂直移動エレベータバルブ１４とは独立して設け、基板搭載部材１５の駆動部材を垂直移動エレベータバルブ１４の駆動部材とは別に設け、基板搭載部材１５の上下動と、垂直移動エレベータバルブ１４の上下動とを独立させている点が第１の実施の形態と異なる。すなわち、基板搭載部材１５は、プレート１５ｂとプレート１５ｂ上に設けられた複数のピン１５ａとを備えている。基板２２は複数のピン１５ａ上に搭載される。プレート１５ｂは、プロセスチャンバ３０の上壁３１ｂを貫通して設けられる駆動部材（図示せず）によって上下駆動される。この駆動部材は、第１の実施の形態における基板搭載部材１８の上プレート１８ｄを上下に駆動した駆動部材と同様なので、説明は省略する。
図９を参照すれば、上述した第１の実施の形態では、基板搭載部材１５は垂直移動エレベータバルブ１４上に設けられており、基板搭載部材１５は垂直移動エレベータバルブ１４と一緒に上下する。これに対して、本実施の形態では、基板搭載部材１５を垂直移動エレベータバルブ１４の上側に垂直移動エレベータバルブ１４とは独立して設け、基板搭載部材１５の駆動部材を垂直移動エレベータバルブ１４の駆動部材とは別に設け、基板搭載部材１５の上下動と、垂直移動エレベータバルブ１４の上下動とを独立させている点が第１の実施の形態と異なる。すなわち、基板搭載部材１５は、プレート１５ｂとプレート１５ｂ上に設けられた複数のピン１５ａとを備えている。基板２２は複数のピン１５ａ上に搭載される。プレート１５ｂは、プロセスチャンバ３０の上壁３１ｂを貫通して設けられる駆動部材（図示せず）によって上下駆動される。この駆動部材は、第１の実施の形態における基板搭載部材１８の上プレート１８ｄを上下に駆動した駆動部材と同様なので、説明は省略する。
また、上述した第１の実施の形態では、基板搭載部材１８は垂直移動エレベータバルブ１７の下側に、垂直移動エレベータバルブ１７とは独立して設け、基板搭載部材１５の駆動部材を垂直移動エレベータバルブ１４の駆動部材とは別に設けている。これに対して、本実施の形態では、基板搭載部材１８は垂直移動エレベータバルブ１７の下側に、垂直移動エレベータバルブ１７と一体化して設けている。すなわち、第１の実施の形態では、ピン１８ｅを上プレート１８ｄに取り付けていた（図４、図７参照）が、本実施の形態の基板搭載部材１８では、上プレート１８ｄを用いることなく、ピン１８ｅを垂直移動エレベータバルブ１７に取り付けている。垂直移動エレベータバルブ１７の上下動に伴って、基板搭載部材１８も上下する。
本実施の形態は、以上の２点で第１の実施の形態の基板処理装置と異なるが、他の点では、第１の実施の形態の基板処理装置と同様であり、同一のものには同一の符号を付し、説明は省略する。
（第３の実施の形態）
本発明の好ましい第３の実施の形態に係る基板処理装置は、基本的な構成は、第１の実施の形態の基板処理装置と同様であり、同一のものには同一の符号を付し、説明は省略する。図１０を参照すれば、本発明の好ましい第３の実施の形態では、チャンバアセンブリ１００は、搬送チャンバ１０、プロセスチャンバ３０、プロセスチャンバ５０を備えている。チャンバアセンブリ１００は、搬送チャンバ１０とゲートバルブ６１によって連結された搬送チャンバ５７と、ゲートバルブ６２によって搬送チャンバ５７と連結されたプロセスチャンバ６３をさらに有している。
本発明の好ましい第３の実施の形態に係る基板処理装置は、基本的な構成は、第１の実施の形態の基板処理装置と同様であり、同一のものには同一の符号を付し、説明は省略する。図１０を参照すれば、本発明の好ましい第３の実施の形態では、チャンバアセンブリ１００は、搬送チャンバ１０、プロセスチャンバ３０、プロセスチャンバ５０を備えている。チャンバアセンブリ１００は、搬送チャンバ１０とゲートバルブ６１によって連結された搬送チャンバ５７と、ゲートバルブ６２によって搬送チャンバ５７と連結されたプロセスチャンバ６３をさらに有している。
搬送チャンバ１０は、側壁１１に開口１２とほぼ同じ高さにある開口１２ｅを有している。ゲートバルブ６１は開口１２ｅに合わせて側壁１１に取り付けられている。
搬送チャンバ５７は、真空容器５８、ロボットアーム６０ａとエンドエフェクタ６０ｂを有する基板搬送ロボット６０、及び真空容器５８内のガスを排気するための真空ポンプを有している。
プロセスチャンバ６３は、真空容器６４、ガス導入口６６、真空ポンプ６５、ターゲット６７ａを有するスパッタリングカソード６７、ターゲット６７ａの裏面側に配置されたマグネットアセンブリ（図示せず）、及び基板２２を保持するとともに、ステージ表面に垂直な回転軸に対して回転可能なステージ６８を備えたスパッタリングチャンバである。
なお、プロセスチャンバ６３は、上述した形態に限定されず、複数カソードを備えたスパッタリングモジュールでも、プラズマエッチングモジュールであってもよい。
基板２２は、搬送チャンバ１０からプロセスチャンバ６３へ搬送される。
また、搬送コアチャンバ７０の搬送ロボット９０のエンドエフェクタ９０ｂから、基板２２を搬送チャンバ１０内で基板搬送ロボット６０のエンドエフェクタ６０ｂに直接受け渡すことによって、チャンバ６３へ直線的に搬送される。従って、補助的な開口部１２ａを設けることにより、搬送チャンバ１０は、パスチャンバとしても機能する。
（第４の実施の形態）
本発明の好ましい第４の実施の形態に係る基板処理装置は、基本的な構成は、第３の実施の形態の基板処理装置と同様であり、同一のものには同一の符号を付し、説明は省略する。図１１を参照すれば、本実施の形態に係る基板処理装置の搬送チャンバ１０には、図１０で示した基板処理装置とは異なり、基板２２を支持するための、複数のピンを有する基板搭載部材２３ｂを備えている。本実施の形態に係る基板処理装置では、垂直移動エレベータバルブ１４、１７を閉めることで、プロセスチャンバ３０、プロセスチャンバ５０でそれぞれ独立して、基板２２の処理を実行しながら、搬送チャンバ１０は、パスチャンバとして機能する。
本発明の好ましい第４の実施の形態に係る基板処理装置は、基本的な構成は、第３の実施の形態の基板処理装置と同様であり、同一のものには同一の符号を付し、説明は省略する。図１１を参照すれば、本実施の形態に係る基板処理装置の搬送チャンバ１０には、図１０で示した基板処理装置とは異なり、基板２２を支持するための、複数のピンを有する基板搭載部材２３ｂを備えている。本実施の形態に係る基板処理装置では、垂直移動エレベータバルブ１４、１７を閉めることで、プロセスチャンバ３０、プロセスチャンバ５０でそれぞれ独立して、基板２２の処理を実行しながら、搬送チャンバ１０は、パスチャンバとして機能する。
基板搭載部材２３ｂは、基板アームステージ２３の一端に設けられている。基板アームステージ２３の他端には、基板アームステージ２３を回転可能に軸支した回転棒２３ａを有する。回転棒２３ａは、搬送チャンバ１０の外部に設けられた回転機構２４に連結されている。回転機構２４を作動させることで、垂直移動エレベータバルブ１４または垂直移動エレベータバルブ１７が上下動してもぶつからない位置に、基板アームステージ２３を退避することができる。
（第５の実施の形態）
本発明の好ましい第５の実施の形態に係る基板処理装置は、基本的な構成は、第３の実施の形態の基板処理装置と同様であり、同一のものには同一の符号を付し、説明は省略する。図１２を参照すれば、本実施の形態に係る基板処理装置の搬送チャンバ１０には、図１０で示した基板処理装置とは異なり、基板２２を支持するための、複数のピンを有する基板搭載部材２５ａを備えた回転可能な基板ステージ２５が設けられている。ピンまたはステージ２５は上下動可能になっている。さらに、基板ステージ２５の上方には、基板の向きを検出するための、基板向き検出手段２６が設けられている。基板向き検出手段２６としては、ＣＣＤカメラが用いられ、基板２２のノッチやオリエンテーションフラットを検出することで、基板２２の向きを認識することができる。基板向き検出手段２６は、基板の向きを知らせる信号を基板ステージ２５の回転モータに送信し、基板を１８０°反転させることができる。
本発明の好ましい第５の実施の形態に係る基板処理装置は、基本的な構成は、第３の実施の形態の基板処理装置と同様であり、同一のものには同一の符号を付し、説明は省略する。図１２を参照すれば、本実施の形態に係る基板処理装置の搬送チャンバ１０には、図１０で示した基板処理装置とは異なり、基板２２を支持するための、複数のピンを有する基板搭載部材２５ａを備えた回転可能な基板ステージ２５が設けられている。ピンまたはステージ２５は上下動可能になっている。さらに、基板ステージ２５の上方には、基板の向きを検出するための、基板向き検出手段２６が設けられている。基板向き検出手段２６としては、ＣＣＤカメラが用いられ、基板２２のノッチやオリエンテーションフラットを検出することで、基板２２の向きを認識することができる。基板向き検出手段２６は、基板の向きを知らせる信号を基板ステージ２５の回転モータに送信し、基板を１８０°反転させることができる。
本実施の形態に係る搬送チャンバ１０は、パスチャンバだけでなく、アライナーチャンバとしても機能する。通常、ロボットからロボットへ基板２２を受け渡す場合、基板２２の向きは反転してしまう。そのため、基板２２の向きをそろえて、基板２２を受け渡すために、基板を１８０°回転させるステージ２５を用いることができる。
（変形例）
（変形例）
搬送チャンバ１０にパスチャンバとしての機能を持たせるため、垂直移動エレベータバルブ１７の上部に、基板搬送ロボット９０、６０により受け渡し可能に基板を支持するための複数のピンからなる基板搭載部材を設けてもよい。
上述した実施の形態では、搬送チャンバ１０と、ロボットを有するチャンバ５８を別々に構成したが、同一のチャンバとして構成してもよい。
上述した実施の形態では、搬送チャンバ１０がプロセスチャンバ７３ｂとプロセスチャンバ７３ｃとの間に位置しているが、これに限定されず、ロードロックチャンバ７１ａの位置に位置するようにしてもよい。
（比較例１）
図１３を参照すれば、比較例１の基板処理装置は、本発明の好ましい実施の形態のチャンバアセンブリ１００に代えて、搬送コアチャンバ７０にゲートバルブ７４ｈを介して取り付けられたパスチャンバ７６と、パスチャンバ７６にゲートバルブ７４ｈを介して取り付けられた補助搬送コアチャンバ７５と、補助搬送コアチャンバ７５にゲートバルブ７４ｊ、７４ｋをそれぞれ介して取り付けられたプロセスチャンバ７７ａ、７７ｂを備えている。補助搬送コアチャンバ７５には基板搬送ロボット９４が設けられている。パスチャンバ７６は、特に基板処理を行うことないが、基板２２を支持するための複数のピン（図示せず）が設けられている。このように一時的に基板２２が支持されることで、基板搬送ロボット９０から基板搬送ロボット９４へ基板２２を間接的に受け渡す。なお、パスチャンバ７６に、このような複数のピンがない場合、基板搬送ロボット９０から基板搬送ロボット９４へ直接基板２２を受け渡すようにしてもよい。
図１３を参照すれば、比較例１の基板処理装置は、本発明の好ましい実施の形態のチャンバアセンブリ１００に代えて、搬送コアチャンバ７０にゲートバルブ７４ｈを介して取り付けられたパスチャンバ７６と、パスチャンバ７６にゲートバルブ７４ｈを介して取り付けられた補助搬送コアチャンバ７５と、補助搬送コアチャンバ７５にゲートバルブ７４ｊ、７４ｋをそれぞれ介して取り付けられたプロセスチャンバ７７ａ、７７ｂを備えている。補助搬送コアチャンバ７５には基板搬送ロボット９４が設けられている。パスチャンバ７６は、特に基板処理を行うことないが、基板２２を支持するための複数のピン（図示せず）が設けられている。このように一時的に基板２２が支持されることで、基板搬送ロボット９０から基板搬送ロボット９４へ基板２２を間接的に受け渡す。なお、パスチャンバ７６に、このような複数のピンがない場合、基板搬送ロボット９０から基板搬送ロボット９４へ直接基板２２を受け渡すようにしてもよい。
このように、限られたポートしか持たない搬送コアチャンバ７０に、プロセスチャンバ７７ａ、７７ｂを追加すると、かなり複雑な構造になり、補助的なパスチャンバ７６や補助搬送コアチャンバ７５が必要となり、全体の占有床面積はさらに増加する。また、搬送コアチャンバ７０のポートを増加すると、その分搬送コアチャンバ７０の占有床面積も増大すると共に、プロセスチャンバ７７ａ、７７ｂを並置するので、占有床面積も増大する。また、搬送コアチャンバ７が大型化し、それに合わせた大型の真空ポンプを用意するためコストの増加にもつながってしまう。
これに対して、本発明の好ましい実施の形態では、搬送コアチャンバ７０にチャンバアセンブリ１００を取り付けているのみである。チャンバアセンブリ１００は、搬送チャンバ１０と、プロセスチャンバ３０と、プロセスチャンバ５０とを備えている。プロセスチャンバ３０は搬送チャンバ１０上に垂直に積み重ねられ、搬送チャンバ１０は、プロセスチャンバ５０上に垂直に積み重ねられている。すなわち、チャンバアセンブリ１００は、搬送チャンバ１０とその上下に積み重ねられたプロセスチャンバ３０とプロセスチャンバ５０とを備えている。従って、限られたポートしか持たない搬送コアチャンバ７０に、プロセスチャンバ３０とプロセスチャンバ５０を追加しても、占有床面積は、プロセスチャンバ１個分しか増大しない。従って、本発明の好ましい実施の形態のチャンバアセンブリ１００は、この比較例１のパスチャンバ７６、補助搬送コアチャンバ７５、及びプロセスチャンバ７７ａ、７７ｂの代わりをし、占有床面積を大幅に減少することができる。
（比較例２）
図１４を参照すれば、基板搬送ロボットを使用して占有床面積を小さくした基板処理装置が示されている。上部ロードロックチャンバ８０ａ、下部ロードロックチャンバ８０ｂを有するロードロックチャンバ８０は、スリットバルブ８３ｂ、８３ｄをそれぞれ介して基板搬送ロボット８５を有する搬送コアチャンバ８１に取り付けられている。搬送コアチャンバ８１は、ゲートバルブ８４を介して、プロセスチャンバ８２に連結されている。上部ロードロックチャンバ８０ａのロードロックスペース７２ａ、下部ロードロックチャンバ８０ｂのロードロックスペース７２ｂは外部環境８７から、搬入口ゲートバルブ８３ａ、８３ｂによって、個別に分離されており、さらに、搬送コアチャンバ８１の真空空間８８とスリットバルブ８３ｂ、８３ｄによって個別に分離されている。
図１４を参照すれば、基板搬送ロボットを使用して占有床面積を小さくした基板処理装置が示されている。上部ロードロックチャンバ８０ａ、下部ロードロックチャンバ８０ｂを有するロードロックチャンバ８０は、スリットバルブ８３ｂ、８３ｄをそれぞれ介して基板搬送ロボット８５を有する搬送コアチャンバ８１に取り付けられている。搬送コアチャンバ８１は、ゲートバルブ８４を介して、プロセスチャンバ８２に連結されている。上部ロードロックチャンバ８０ａのロードロックスペース７２ａ、下部ロードロックチャンバ８０ｂのロードロックスペース７２ｂは外部環境８７から、搬入口ゲートバルブ８３ａ、８３ｂによって、個別に分離されており、さらに、搬送コアチャンバ８１の真空空間８８とスリットバルブ８３ｂ、８３ｄによって個別に分離されている。
アーム８４ａとエンドエフェクタ８４ｂを有する外部の第２ロボット８４は、基板８６をロードロックチャンバ８０ｂへ搬入または搬出する。基板８６は、アーム８５ａとエンドエフェクタ８５ｂを備えた搬送ロボット８５によってロードロックチャンバ８０ａ、８０ｂ間およびロードロックチャンバ８０ａ、８０ｂとプロセスチャンバ８２との間を搬送される。ロードロックチャンバ８０ａのスペース７２ａで、基板加熱が行われ、ロードロックチャンバ８０ｂのスペース７２ｂでは基板冷却が行われる。
このように、２つのロードロックチャンバ８０ａ、８０ｂを垂直に積層させたロードロックチャンバ８０を用いることで、基板搬送ロボット８５を垂直方向に移動可能とするだけで、ほとんどフットプリントを増やすことなく、２つの処理を行うことができる。これにより、図１３に示すように、搬送コアチャンバのポートを専有する２つの分離されたプロセスチャンバを搬送コアチャンバの２つのポートに平面的に２つ並べて設ける必要がなくなる。
しかしながら、通常、基板搬送ロボットは、上下動できる範囲が限定されている（約３５ｃｍ）ので、それに合わせて設計された上部ロードロックチャンバ８０ａのロードロックスペース７２ａおよび下部ロードロックチャンバ８０ｂ内での基板の上下移動範囲も制約されるので、上部ロードロックチャンバ８０ａおよび下部ロードロックチャンバ８０ｂでは、基板加熱、冷却、位置調整のような処理に限定される。
これに対して、本発明の好ましい実施の形態では、チャンバアセンブリ１００は、搬送チャンバ１０と、プロセスチャンバ３０と、プロセスチャンバ５０とを備え。プロセスチャンバ３０は搬送チャンバ１０上に垂直に積み重ねられ、搬送チャンバ１０は、プロセスチャンバ５０上に垂直に積み重ねられている。搬送チャンバ１０には、垂直移動エレベータバルブ１４と、垂直移動エレベータバルブ１７とが設けられている。垂直移動エレベータバルブ１４の上側には基板搭載部材１５が設けられている。垂直移動エレベータバルブ１７の下側には基板搭載部材１８が設けられている。
搬送チャンバ１０の上壁１１ａの開口１２ａとプロセスチャンバ３０の下壁３１ａの開口３６ａは連通している。垂直移動エレベータバルブ１４が上昇して上壁１１ａと結合して開口１２ａをシールする。このとき、基板搭載部材１５に搭載された基板２２は、プロセスチャンバ３０内にあり、プロセスチャンバ３０内で基板２２の処理を行うことができる。垂直移動エレベータバルブ１４が下降し、基板搭載部材１５も下降すると、搬送チャンバ１０内の所定の基板受け渡し位置に位置することができ、搬送コアチャンバ７０から基板２２を受け取り、または搬送コアチャンバ７０に基板２２を搬送することができる。
また、搬送チャンバ１０の下壁１１ｂの開口１２ｂとプロセスチャンバ５０の上壁５１ｂの開口５７ａは連通している。垂直移動エレベータバルブ１７が下降して下壁１１ｂと結合して開口１２ｂをシールする。このとき、基板搭載部材１８に搭載された基板２２は、プロセスチャンバ５０内にあり、プロセスチャンバ５０内で基板２２の処理を行うことができる。垂直移動エレベータバルブ１７が上昇し、基板搭載部材１８も上昇すると、搬送チャンバ１０内の所定の基板受け渡し位置に位置することができ、搬送コアチャンバ７０から基板２２を受け取り、または搬送コアチャンバ７０に基板２２を搬送することができる。
このように、本発明の好ましい実施の形態では、上下動できる範囲が限定される基板搬送ロボットを使用せず、垂直移動エレベータバルブ１４と、垂直移動エレベータバルブ１４と一緒に、または独立して上下できる基板搭載部材１５と、垂直移動エレベータバルブ１７と、垂直移動エレベータバルブ１７と一緒に、または独立して上下できる基板搭載部材１８とを使用しているので、上下動できる範囲を基板搬送ロボットを使用する場合よりも大きくでき、その結果、搬送チャンバ１０の上下のプロセスチャンバ３０、プロセスチャンバ５０で行える基板処理も、基板加熱、冷却、位置調整のような処理に限定されず、これらの処理よりも幅広い処理を行えるようになる。
また、搬送コアチャンバ７０との基板２２の受け渡しは、搬送チャンバ１０と搬送コアチャンバ７０との間で行うので、プロセスチャンバ３０、５０の垂直範囲を増加しても、搬送コアチャンバ７０の大きさは変更する必要がないので、コストの増加につながらない。
以上、本発明の種々の典型的な実施の形態を説明してきたが、本発明はそれらの実施の形態に限定されない。従って、本発明の範囲は、次の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
１０ 搬送チャンバ
１１ 側壁
１１ａ 上壁
１１ｂ 下壁
１２ａ 開口
１２ｂ 開口
１２ｃ 開口
１４ 垂直移動エレベータバルブ
１５ 基板受取部材
１７ 垂直移動エレベータバルブ
１８ 基板受取部材
２２ 基板
３０ プロセスチャンバ
３１ 側壁
３１ａ 下壁
３１ｂ 上壁
３５ ランプヒータユニット
３６ａ 開口
５０ プロセスチャンバ
５１ 側壁
５１ｂ 上壁
５１ａ 下壁
５７ａ 開口
１１ 側壁
１１ａ 上壁
１１ｂ 下壁
１２ａ 開口
１２ｂ 開口
１２ｃ 開口
１４ 垂直移動エレベータバルブ
１５ 基板受取部材
１７ 垂直移動エレベータバルブ
１８ 基板受取部材
２２ 基板
３０ プロセスチャンバ
３１ 側壁
３１ａ 下壁
３１ｂ 上壁
３５ ランプヒータユニット
３６ａ 開口
５０ プロセスチャンバ
５１ 側壁
５１ｂ 上壁
５１ａ 下壁
５７ａ 開口
Claims (12)
- （ａ）上下に積み重ねられて気密封止部材を介して互いに直接取り付けられた第１および第２のチャンバと、
前記第１のチャンバの前記第２のチャンバに対面する第１の壁に設けられ、基板が通過可能な第１の開口と、
前記第１の壁と交差する前記第１のチャンバの第２の壁に設けられ、前記基板が通過可能な第２の開口と、
前記第２のチャンバの前記第１のチャンバに対面する第３の壁に、前記第１の開口と連通して設けられ、前記基板が通過可能な第３の開口と、
前記第１のチャンバ内に上下動可能に設けられ、前記第１の開口を開閉する第１の開閉手段と、
前記第１の開閉手段よりも前記第２のチャンバ側に設けられ、前記基板を搭載し、前記基板を前記第１のチャンバ内と、前記第２のチャンバ内とで移動可能な第１の基板搭載手段と、
前記第２のチャンバに設けられ、前記基板を処理する第１の基板処理手段と、
前記第１のチャンバに対して前記第２のチャンバとは反対側に前記第１のチャンバと上下に積み重ねられて気密封止部材を介して互いに直接取り付けられた第３のチャンバと、
前記第１のチャンバの前記第３のチャンバに対面する第４の壁に設けられ、前記基板が通過可能な第４の開口と、
前記第３のチャンバの前記第１のチャンバに対面する第５の壁に、前記第４の開口と連通して設けられ、前記基板が通過可能な第５の開口と、
前記第１のチャンバ内に上下動可能に設けられ、前記第４の開口を開閉する第２の開閉手段と、
前記第２の開閉手段よりも前記第３のチャンバ側に設けられ、前記基板を搭載し、前記基板を前記第１のチャンバ内と前記第３のチャンバ内とで移動可能な第２の基板搭載手段と、
前記第３のチャンバに設けられ、前記基板を処理する第２の基板処理手段と、
前記第１、第２および第３のチャンバにそれぞれ接続された第１、第２および第３の高真空ポンプと、
前記第２の壁において前記第２の開口と異なる位置に設けられた第６の開口と、
前記第１のチャンバの前記第２の壁に第１のゲートバルブを介して取り付けられ、前記第６の開口と前記第１のゲートバルブを介して連通する第７の開口が設けられた第６の壁を有する搬送チャンバと、
前記第６の壁において前記第７の開口と異なる位置に設けられた第８の開口と、
前記第６の壁に第２のゲートバルブを介して取り付けられ、前記第８の開口と前記第２のゲートバルブを介して連通する第９の開口が設けられた第７の壁を有する第４のチャンバと、
前記第４のチャンバに設けられ、前記基板を処理する第３の基板処理手段と、
前記搬送チャンバ内に設けられ、前記第４のチャンバと前記第１のチャンバとの間で前記基板を搬送する第１の基板搬送手段と、
を有する基板処理チャンバモジュールと、
（ｂ）前記第２の壁に第３のゲートバルブを介して取り付けられ、前記第２の開口と前記第３のゲートバルブを介して連通する第１０の開口が設けられた第８の壁を有する搬送コアチャンバと、
（ｃ）前記搬送コアチャンバ内に設けられ、前記搬送コアチャンバと前記第１のチャンバとの間で前記基板を搬送する第２の基板搬送手段と、
（ｄ）前記搬送コアチャンバの前記第８の壁に取り付けられたロードロックチャンバと、
を備える基板処理装置。 - 前記第１、第２又は第３の基板処理手段は、ランプヒータユニットによる加熱、スパッタリング、エッチング、酸化および急速冷却のうちのいずれかの処理を行う請求項１に記載の基板処理装置。
- 前記搬送コアチャンバの前記第８の壁において、前記第１０の開口と異なる位置にプロセスチャンバが取り付けられている請求項１または２に記載の基板処理装置。
- 前記第１の開閉手段を上下動させる第１の駆動源を前記第１のチャンバの外側にさらに備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記第２のチャンバは前記第１のチャンバ上に設けられ、
前記第１の基板搭載手段は、前記第１の開閉手段上に設けられ、前記第１の駆動源によって前記第１の開閉手段を上下動させることによって、前記第１の基板搭載手段に搭載された前記基板を前記第１のチャンバ内と、前記第２のチャンバ内とで移動させる請求項４に記載の基板処理装置。 - 前記第１のチャンバは前記第３のチャンバ上に設けられ、
前記第２の基板搭載手段は、前記第２の開閉手段の下側に前記第２の開閉手段と独立して設けられ、かつ、前記第２の開閉手段と独立に上下動可能である請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記第２の開閉手段を上下動させる第２の駆動源を前記第１のチャンバの外側にさらに備え、
前記第２の基板搭載手段を上下動させる第３の駆動源を前記第１のチャンバおよび前記第３のチャンバの外側にさらに備える請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記第１の基板搭載手段は、前記基板を複数のピンにより支持する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記第１のチャンバ内に設けられ、前記基板を回転する基板回転手段と、前記基板の向きを検出する基板向き検出手段をさらに備える請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 上下に積み重ねられて気密封止部材を介して互いに直接取り付けられた第１および第２のチャンバと、
前記第１のチャンバの前記第２のチャンバに対面する第１の壁に設けられ、基板が通過可能な第１の開口と、
前記第１の壁と交差する前記第１のチャンバの第２の壁に設けられ、前記基板が通過可能な第２の開口と、
前記第２のチャンバの前記第１のチャンバに対面する第３の壁に、前記第１の開口と連通して設けられ、前記基板が通過可能な第３の開口と、
前記第１のチャンバ内に上下動可能に設けられ、前記第１の開口を開閉する第１の開閉手段と、
前記第１の開閉手段よりも前記第２のチャンバ側に設けられ、前記基板を搭載し、前記基板を前記第１のチャンバ内と、前記第２のチャンバ内とで移動可能な第１の基板搭載手段と、
前記第２のチャンバに設けられ、前記基板を処理する第１の基板処理手段と、
前記第１のチャンバに対して前記第２のチャンバとは反対側に前記第１のチャンバと上下に積み重ねられて気密封止部材を介して互いに直接取り付けられた第３のチャンバと、
前記第１のチャンバの前記第３のチャンバに対面する第４の壁に設けられ、前記基板が通過可能な第４の開口と、
前記第３のチャンバの前記第１のチャンバに対面する第５の壁に、前記第４の開口と連通して設けられ、前記基板が通過可能な第５の開口と、
前記第１のチャンバ内に上下動可能に設けられ、前記第４の開口を開閉する第２の開閉手段と、
前記第２の開閉手段よりも前記第３のチャンバ側に設けられ、前記基板を搭載し、前記基板を前記第１のチャンバ内と前記第３のチャンバ内とで移動可能な第２の基板搭載手段と、
前記第３のチャンバに設けられ、前記基板を処理する第２の基板処理手段と、
前記第２の壁において前記第２の開口と異なる位置に設けられた第６の開口と、
前記第２の壁に第１のゲートバルブを介して取り付けられ、前記第６の開口と前記第１のゲートバルブを介して連通する第７の開口が設けられた第６の壁を有する搬送チャンバと、
前記第６の壁において前記第７の開口と異なる位置に設けられた第８の開口と、
前記第６の壁に第２のゲートバルブを介して取り付けられ、前記第８の開口と前記第２のゲートバルブを介して連通する第９の開口が設けられた第７の壁を有する第４のチャンバと、
前記第４のチャンバに設けられ、前記基板を処理する第３の基板処理手段と、
前記搬送チャンバ内に設けられ、前記第４のチャンバと前記第１のチャンバとの間で前記基板を搬送する第１の基板搬送手段と、
を備えた基板処理チャンバモジュール。 - 前記第１の基板搭載手段は、前記基板を複数のピンにより支持する請求項１０に記載の基板処理チャンバモジュール。
- 前記第１のチャンバ内に設けられ、前記基板を回転する基板回転手段と、前記基板の向きを検出する基板向き検出手段をさらに備える請求項１０または１１に記載の基板処理チャンバモジュール。
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